DE10011994C1 - Seilzugvorrichtung für Berst-/Aufweitvorrichtungen - Google Patents

Abstract

Die Erfindung betrifft ein Zuggerät für eine Berst- oder Aufweitvorrichtung mit einem Zugmittel, wobei mindestens zwei Zugelemente wechselweise eine Zugkraft auf das Zugmittel ausüben sowie eine Zugvorrichtung für ein Horizontalgerät, welches die Nachteile herkömmlicher Winden beim Einsatz mit unterirdischen Horizontalvortriebsgeräten vermeidet.

Description

Die Erfindung betrifft ein Schub- oder Zuggerät für Bohr-, Berst- oder Auf­ weitvorrichtungen für Horizontalvortriebsarbeiten beispielsweise in einem unterirdischen Kanal.

Ein solcher Kanal kann beispielsweise in Form einer Pilotbohrung erstellt werden oder in Form einer zu ersetzenden unterirdischen Altleitung vorlie­ gen. Das Erstellen einer solchen Pilotbohrung ist in der DE 197 05 346 A1 beschrieben.

Das zerstörende Ersetzen einer unterirdischen Altleitung ist zum Beispiel in der DE 197 47 250 C1 beschrieben. Beim Erstellen oder Aufweiten der vor­ genannten Pilotbohrungen oder dem Erneuern von Altleitungen oder auch dem Einziehen einer neuen Leitung in die Pilotbohrung sind verschiedene Systeme für den Vortrieb der Bohr-, Berst- oder Aufweitvorrichtung, mit de­ ren Hilfe die Pilotbohrung erstellt und in ihrem Querschnitt erweitert oder die Altleitung, beispielsweise durch einen Schneidkopf zerstört wird, bekannt. Unter anderem sind, wie in der DE 195 48 835 C1 beschrieben, dynamisch schlagende Schlagvortriebsgeräte ebenso, wie die in der DE 197 25 628 C1 beschriebenen Geräte mit statischem Vortrieb mittels eines Zug- oder Schubgestänges, bekannt.

Ebenfalls anzutreffen ist die Kombination eines dynamisch arbeitenden Schlagvortriebsgerätes mit einer zusätzlichen Zugvorrichtung, beispielsweise in Form einer Seilwinde. Der Hauptanteil der Vortriebsarbeit wird dabei durch den dynamisch schlagenden Antrieb geleistet, während die Winde in erster Linie zur Führung des Schlagvortriebsgerätes eingesetzt wird. Bei einer sol­ chen Kombination entstehen in der Praxis jedoch erhebliche Probleme, da die Winde unter den dynamischen Schlagkräften des Schlagvortriebsgerätes stark beansprucht wird und insbesondere Schäden an den Trägern des Spillkopfes auftreten.

Ein weiteres Problem besteht darin, eine konstante Zugkraft mittels einer Winde auf das dynamisch fortschreitende Schlagvortriebsgerät zu übertra­ gen. Dies ist besonders schwierig, in Fällen, in denen das Schlagvortriebsge­ rät aufgrund eines hohen Umgebungswiderstandes einen äußerst langsa­ men Vortrieb ausführt und - sofern die Winde keine hierfür besonders einge­ richtete Steuerung aufweist - zu einer Überbeanspruchung des Hydrau­ likantriebs der Winde führen kann.

Die vorgenannten Probleme werden im Bereich des Schlagbohrens dadurch verstärkt, daß die Entwicklung der dynamischen Schlagvortriebsgeräte von zunehmender Größe gekennzeichnet ist, während entsprechende Winden kaum zur Verfügung stehen. Größere Schlagvortriebsgeräte setzen die Win­ den einer besonderen Beanspruchung aus, da solchen Geräten eine relativ verringerte Mantelreibung bei extremem Wechsel von Be- und Entlastung zu eigen ist.

Soweit größere Winden im Stande der Technik bekannt sind, ist deren An­ schaffung aufgrund des im Verhältnis zum Schlagvortriebsgerät hohen An­ schaffungspreises unwirtschaftlich. Der Versuch, zu klein dimensionierte Winden mit den üblichen Schlagvortriebsgeräten einzusetzen, führt regel­ mäßig zu einer Beschädigung der Winde.

Aus der DE 196 08 056 C1 ist eine Vorrichtung zum Verbinden eines Rohrstranges mit einem Spannrahmen und einem linearen Spannantrieb bekannt, die über ein Zugmittel, wie beispielsweise eine Kette, eine Zugkraft zum Verbinden von einzelnen Rohren hinter dem Horizontalvortriebsgerät erzeugt. Eine derartige Vorrichtung wurde in der Praxis auch für den Vortrieb eines Erdvortriebsgerätes eingesetzt und dabei am Vortriebskopf des Ge­ rätes befestigt. Die Verwendung einer Vorrichtung gemäß der DE 196 08 056 C1 für den ergänzenden und leitenden Vortrieb von schlagenden Hori­ zontalvortriebsgeräten verringert zwar bei entsprechender Ausgestaltung die im Stande der Technik von Spillwinden her bekannten Materialprobleme, führt aber zu eigenen Schwierigkeiten aufgrund der nicht kontinuierlich wir­ kenden Zugkraft.

Zu gleichen Problemen führen die im Stande der Technik bekannten Seil­ zugvorrichtungen, die insbesondere als Handseilzug bekannt sind, aber auch hydraulisch betrieben werden können. Sämtliche solcher Vorrichtungen weisen einen diskontinuierlichen Seilzug auf, da der Linearantrieb in der Leerhubphase lediglich eine Arretierung des Seils zuläßt und dabei den Seil­ vortrieb unterbricht. Solche Vorrichtungen eignen sich daher in der Praxis nicht als Windenersatz.

Des weiteren ist es bekannt, Berst-, Aufweit- oder Bohrgeräte mit Hilfe eines Schub- oder Zuggestänges durch das Erdreich oder durch ein Rohr zu be­ wegen. Eine entsprechende Vorrichtung ist aus der DE 197 25 628 A1 be­ kannt. Auch hierbei ist eine diskontinuierliche Bewegung von Nachteil, da diese nicht nur den Vortrieb erschwert, sondern auch verlangsamt.

Der Erfindung liegt nun die Aufgabe zugrunde, eine Schub- oder Zugvor­ richtung für ein Horizontalvortriebsgerät zu schaffen, welche die Nachteile herkömmlicher Geräte beim Einsatz mit unterirdischen Horizontalvortriebsge­ räten vermeidet.

Die Aufgabe wird gelöst durch den Gegenstand der unabhängigen Ansprü­ che. Vorteilhafte Ausführungsformen sind in den Unteransprüchen wieder­ gegeben.

Im einzelnen kann die erfindungsgemäße Aufgabe dadurch gelöst werden, daß ein Zugmittel, wie beispielsweise ein Seil oder ein Schubmittel, wie z. B. ein Gestänge, welches an dem Horizontalvortriebsgerät befestigt ist, mit ei­ nem Schub-/Zuggerät verbunden ist, das zwei Schub-/Zugelemente bzw. Schub-/Zugeinheiten aufweist, die wechselweise eine Schub- oder Zugkraft auf das Gestänge bzw. Seil oder ein anderes gewähltes Zugmittel ausüben und so die Tot-Zeit herkömmlicher Linearantriebe beim Leerhub des Antriebs weitgehend vermeiden.

Die erfindungsgemäße Vorrichtung erlaubt es im Bereich der Zugmittel, die Vorteile der kostengünstigen und stabilen Linearantriebe mit den Vorteilen des kontinuierlichen Seilzugs einer Spillwinde zu verbinden. Erfindungsge­ mäß lassen sich auch mehr als zwei Zugeinheiten einsetzen.

Mit der erfindungsgemäßen Vorrichtung läßt sich eine weitgehend kontinu­ ierliche Bewegung des Bohrgerätes mit einer Vorrichtung in kompakter Bau­ weise erreichen, die den auf der Baustelle gewünschten geringen Platzbe­ darf bei leichter Transportabilität aufweist.

Die Erfindung wird im folgenden anhand eines in der Zeichnung dargestell­ ten Ausführungsbeispiels des näheren erläutert.

In der Zeichnung zeigen:

Fig. 1 eine schematische Darstellung der erfindungsgemäßen Zugvorrich­ tung in vertikaler Anordnung;

Fig. 2 eine Detailansicht der erfindungsgemäßen Vorrichtung der Fig. 1;

Fig. 3 eine alternative Ausführungsform der erfindungsgemäßen Zugvor­ richtung;

Fig. 4 eine Ausführungsform der Fig. 3 mit Gestängeschüssen;

Fig. 5 eine Ausführungsform mit Y-Klinkenantrieb.

Ein schlagendes Horizontalvortriebsgerät 1 mit einem Berstkopf 2 ist über ein Seil 3 mit einer vertikal in einer Bohrgrube angeordneten Seilzugvorrichtung 4 verbunden. Beim Vortrieb des Berstgerätes 1, 2 wird die im Erdreich befindliche Altleitung 5 zerstört und durch eine neue Leitung 6 ersetzt. Das Seil 3 ist an der Spitze des Berstkopfes 2 befestigt und über eine Um­ lenkrolle 10 der Seilzugvorrichtung 4 durch die Grube 7 vertikal zu einer Haspel 8 an die Erdoberfläche geführt. Die Seilzugvorrichtung 4 ist mit Stüt­ zen 9 gegen die Grubenwand gesichert.

Die Zugvorrichtung 4 weist unabhängige Zugmittel 12, 14 auf, die mittels Klemmbacken 16, 18 an dem Seil angreifen.

Die Klemmbacken können durch hydraulische Zylinder 24, 26 bewegbar sein. Alternativ können sie mechanisch nach dem Prinzip einer Haspelwinde betrieben sein.

Die Zugmittel 12, 14 besitzen Zylinder 20, 22, mit deren Hilfe ein linearer Vorschub des Seils 3 über Klemmbacken 16, 18 möglich ist. Über eine Steuerung (nicht dargestellt) werden die hydraulischen Zylinder 20, 22 wechselweise mit Druck beaufschlagt, so daß der jeweils keine Zugkraft ausübende Zylinder einen Retraktionshub ausführt, während das Seil durch den jeweils anderen Zylinder bewegt wird. Entsprechend werden die Zylinder 24, 26 zum Lösen und Klemmen des Seils 3 wechselweise beaufschlagt.

Die Zugmittel 12, 14 können auch als Gestängeschüsse 3 ausgebildet sein, die zu einem Gestänge verbunden sind und beim Ziehen einzeln abgebaut werden. Hierfür sind insbesondere die in der DE 199 22 813 A1 erwähnten Leitergestänge vorteilhaft. Als Antrieb eignet sich dann auch der in der DE 198 49 611 A1 beschriebene Y-Klinkenantrieb, insbesondere mit einem Lei­ tergestänge. Als Schubmittel läßt sich die beschriebene Vorrichtung in ent­ sprechender Weise, insbesondere mit einem Gestänge einsetzen. Hierbei besitzen die Schubmittel 112, 114 Zylinder 120, 122 und sind als Y-Klinken 116, 118 ausgebildet, um das Leitergestänge 103 zu bewegen. Die Ansteuerung der Schub-/Zugzylinder ist vorzugsweise über das Betriebsme­ dium gekoppelt, so daß die Zylinderbewegung zwangssynchronisiert ist.

Claims (14)

1. Vorrichtung zum Schieben oder Ziehen einer horizontal Bohr-, Berst- oder Aufweitvorrichtung mit einem Schub- oder Zugmittel, dadurch ge­ kennzeichnet, daß mindestens zwei Schub- oder Zugelemente (12, 14) wechselweise eine Schub- oder Zugkraft auf das Schub- oder Zugmittel (3) ausüben.

2. Vorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß das Zug­ mittel (3) als Seil ausgebildet ist.

3. Vorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß das Zug­ mittel (3) als Kette ausgebildet ist.

4. Vorrichtung nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, daß die Kette (3) über an den Zugelementen (12, 14) angeordnete Haken bewegt wird.

5. Vorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß das Schub- oder Zugmittel (3) als Gestänge (3) ausgebildet ist.

6. Vorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß das Ge­ stänge aus miteinander gekuppelten (verbundenen) Gestängeschüssen (3) besteht.

7. Vorrichtung nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch ge­ kennzeichnet, daß die Schub- oder Zugelemente (12, 14) als hydrau­ lisch beaufschlagte Zylinder ausgebildet sind.

8. Vorrichtung nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch ge­ kennzeichnet, daß die Schub- oder Zugkraft über mechanisch durch Schub oder Zug verriegelnde Klemmbacken (16, 18) auf das Schub- oder Zugmittel (3) übertragen wird.

9. Vorrichtung nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch ge­ kennzeichnet, daß die Zugvorrichtung eine Umlenkrolle (10) aufweist, um die Zugkraft in die Bohrachse einzuleiten.

10. Vorrichtung nach Anspruch 7, dadurch gekennzeichnet, daß die Schub- oder Zugkraft über ein Leitergestänge mit Y-Klinken (116, 118) übertragen wird.

11. Vorrichtung nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch ge­ kennzeichnet, daß die Zylinder (20, 22) synchronisiert sind.

12. Verfahren zum Betrieb einer Vorrichtung nach einem der vorhergehen­ den Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß die Zugvorrichtung ver­ tikal und in der Zielgrube (7) betrieben wird.

13. Verfahren zum Erzeugen einer Aufweitbohrung oder Sanierung einer Altleitung mit einem schlagenden Horizontalvortriebsgerät, dadurch gekennzeichnet, daß das Horizontalvortriebsgerät an einem Zugmittel (3) durch die Pilotbohrung/Altleitung (5) geführt wird und das Schub- oder Zugmittel (3) über einen Linearantrieb (12, 14) kontinuierlich be­ wegt wird.

14. Verfahren nach Anspruch 12, dadurch gekennzeichnet, daß die konti­ nuierliche Bewegung über Gestängeschüsse, die zu einem Gestänge verbunden sind, bewirkt wird.